RF マルチプレクサは、いくつかのアプリケーションで重要な役割を果たします。 このデバイスの主な機能は、ポート内で RF 信号を結合することです。 マルチプレクサにはさまざまな種類があります。 クアッドプレクサ、デュプレクサ、トリプレクサがあります。 この分類は主に入力と出力の数に基づいています。

RFマルチプレクサとは何ですか?

RF マルチプレクサは、ポート内の多くの RF 信号を結合したり、ポートからの信号を異なるパス上の複数の信号に分割したりするデバイスです。 一般にマルチプレクサと呼ばれる理由は、このデバイスが多くの信号を 1 つの出力としてまとめるためです。 ただし、入力された信号をさまざまな信号出力に分割するデバイスがデマルチプレクサーです。

マルチプレクサにはさまざまなタイプがあります。 CDM、FDM、TDMがあります。 マルチプレクサの主な機能の 1 つは、チャネルのデータ送信能力を強化することです。 RF マルチプレクサは、RF 信号のルーティングに関して RF スイッチと同様に機能します。 ただし、マルチプレクサはより多くのポートを使用します。 これらにより、複数の RF 信号を 1 つのポートにルーティングできます。

RF マルチプレクサの主な目的は、高周波信号を分配および多重化することです。 このデバイスの動作周波数は数百 MHz ～ 10 GHz です。 RF マルチプレクサは、出力ポートと入力ポートの数によって異なります。 1 入力 16 出力は 1X16 マルチプレクサであり、1 入力と 4 出力は 1 x4 マルチプレクサと呼ばれます。

信号処理を高速化するために、RF マルチプレクサはアナログ信号からデジタル信号に変換します。 このため、デジタル マルチプレクサとしても知られる高速デジタル マルチプレクサが発明されました。 高速マルチプレクサは、高速デジタル信号の配信に最適です。 また、マルチバンド動作での使用にも適しています。

デジタル通信方式により、信号エラーや物理的エネルギーロスを軽減しやすくなります。

 

RFマルチプレクサの動作原理

フィルタリング技術とスイッチング技術は、RF マルチプレクサの動作原理を決定します。 RF 信号入力ポートでは、電子スイッチ制御デバイスがさまざまなポート間の切り替えを実現します。 フィルターは迷走信号と干渉信号を抑制します。 信号出力ポートと入力ポートの間にはマッチングネットワークが必要です。 これは、伝送効率と適切な信号マッチングの確保に役立ちます。

多くの場合、見た目は1入力3出力(1×3)、1入力8出力(1X8)、1入力2出力(1X2)のスタイルになります。 たとえば、無線通信システムでは複数のアンテナを RF モジュールに接続する必要があります。 このようなシナリオでは、RF マルチプレクサは、信号アンテナの信号を入力ポートに多重化する機能を備えています。

RF マルチプレクサは、これらの信号をポート経由でさまざまな出力に分配し、さまざまなアンテナ間の信号送信と相互接続を決定します。 これらのデバイスは、衛星通信、レーダー、無線通信などの一般的な分野に適用できます。 また、テスト機器や通信システムの構築など、さまざまなアプリケーションで RF マルチプレクサを利用できます。

これらのアプリケーションでは、マルチプレクサはシステムのパフォーマンスと信号伝送の効率を向上させることができます。

複数の周波数帯域を持つ RF マルチプレクサがあります。 これらのマルチプレクサは、主に無線周波数アプリケーションで使用するために設計されています。 複数の RF 信号を 1 つの出力信号に結合する機能があります。

RF マルチプレクサの種類

RF マルチプレクサは、アナログ マルチプレクサとデジタル マルチプレクサに分類されます。 アナログ RF マルチプレクサは、波長分割多重 (WDM) と周波数分割多重 (FDM) としてさらに分類されます。 さらに、デジタル RF マルチプレクサは時分割多重 (TDM) を備えています。

アナログ信号ソース用の RF マルチプレクサにはさまざまなタイプがあります。 ただし、最も一般的なタイプはトリプレクサ マルチプレクサとクアッドプレクサ マルチプレクサです。 トリプレクサには 1 つの入力と 3 つの出力があり、クアッドプレクサには 1 つの入力と 4 つの出力があります。 これらのマルチプレクサは、RF 入力と出力の数に基づいて分類されます。

トリプレクサ マルチプレクサ

RF トリプレクサーは、3 つの周波数帯域の信号をまとめてから分離するデバイスです。 このタイプのマルチプレクサは、1 つの入力ポートと 3 つの異なる出力ポートを備えています。 すべての出力ポートは、特定の周波数範囲内の信号を転送できます。 RF トリプレクサは無線通信システムに適用できます。 これは、このデバイスが 3 つのさまざまな周波数帯域を利用して、データ、音声、およびビデオの送信を実行できるためです。 RF トリプレクサは、1 入力 3 出力 (1×3) マルチプレクサとも呼ばれます。

クアッドプレクサ マルチプレクサ

RF クアッドプレクサは、4 つのさまざまな周波数の信号を結合してから分離します。 このデバイスは、RF トリプレクサーの仕組みと似ています。 どちらのデバイスも、さまざまな周波数帯域の信号送信と処理を同時に行うように設計されています。 クアッドプレクサーとトリプレクサーの唯一の違いは、クアッドが 4 つの異なる信号ソースを同時に処理できることです。

クアッドプレクサとトリプレクサ以外にも、他の RF マルチプレクサ タイプがあります。 これらは、RF ペンタプレクサと RF ヘキサプレクサです。

RF マルチプレクサ設計で考慮すべきパラメータ

RF マルチプレクサの設計時に考慮すべき設計パラメータがいくつかあります。

挿入損失

インピーダンスの不整合とデバイスの損失は、挿入損失を引き起こす要因となります。 したがって、信号の伝送効率を高めるためには、挿入損失を最小限に抑えることが重要です。 これを行うことで、RF マルチプレクサの設計における多くのことが決まります。

位相バランス

RF マルチプレクサには異なる出力ポートがあり、これらの各ポートは異なる信号位相を持ちます。 したがって、位相バランスは、これらのポート間の信号位相の違いを表します。 位相バランスは、分散信号および多重化信号の伝送効率に影響します。

動作周波数範囲

RF マルチプレクサの設計では、動作周波数範囲は考慮すべき重要なパラメータです。 これは、この範囲がアプリケーションの信号周波数範囲と一致する必要があるためです。 また、中心周波数と帯域幅の値を考慮する必要があります。

チャンネル数

これは、RF マルチプレクサが構成する出力ポートと入力ポートの数を指します。 信号の配信および多重化の機能は、チャネルの数によって異なります。 長期的には、これは RF マルチプレクサ設計の複雑さに影響を与えるでしょう。

隔離

これは、さまざまな出力ポートまたは入力ポート間の信号分離の影響です。 実際にはアイソレーションが高ければ信号間の相互干渉は小さくなります。

マルチプレクサのタイプに関係なく、周波数範囲内のパラメータの値に注意することが重要です。

 

RF スイッチと RF マルチプレクサの違いは何ですか?

RF マルチプレクサは、いくつかのパラメータに基づいて RF スイッチとは異なります。 RF スイッチは、さまざまな RF パスを切り替えることができます。 このスイッチは、信号の自動ルーティング、RF 信号のオン/オフ、送受信切り替え、無線テストによく使用されます。

RF スイッチには、リターンロス、立ち上がり時間、周波数範囲、絶縁、挿入損失、電力処理能力などの仕様がいくつかあります。 RF スイッチには、機械的なレイアウトに基づいて 2 つの主なタイプがあります。 これらはドロップイン式でコネクター式です。

一方、RF マルチプレクサは、ポート内の多くの RF 信号を結合したり、ポートからの信号をいくつかの信号に分割したりします。 RF 信号をルーティングする場合、RF スイッチと RF マルチプレクサはどちらも同じように動作します。 8X1 のような高出力モードの RF スイッチは、RF マルチプレクサとして知られています。 一方、出力の低い RF スイッチはリレーと呼ばれます。

これを要約すると、RF スイッチは RF 信号を切り替え、RF マルチプレクサは RF 信号を混合して 1 つの出力に入れるということです。

RF チャネル多重化とは何ですか?

このプロセスには、無線伝送路を複数の通信チャネルを転送できる多数の部分に分割することが含まれます。 多重化は、コード分割、周波数分割、および時間分割の形式で行うことができます。 時分割はタイムスロットに分割することを指し、周波数分割は無線伝送路を周波数帯域に分割します。 符号分割では、無線伝送路を重複する符号化データに分割します。

さらに、符号分割多重 (CDM) により、無線トランシーバで送受信されるすべてのデータ信号に符号を含めることで、複数のユーザーが無線チャネルを送信できるようになります。 コードはデータ信号をより広い帯域幅に送信します。 この帯域幅は、コードなしでデータ信号を転送するのに必要な帯域幅を超えています。

相互に中断することなく、同様の RF チャネル上で複数のコード化チャネルを利用できます。 これは、あらゆる物理チャネルを検出できるチャネライゼーション コードを組み合わせることで実現されます。 RF チャネル送信には、無線チャネル帯域幅を占める無線通信チャネルの開発が含まれます。 この帯域幅は、信号の送信に必要な周波数帯域幅よりも大きくなります。

より大きな RF チャネルを開発することが可能です。 情報にチャネル コードを乗算する必要があります。 スペクトル通信システムにおいて情報ビットに対するチップの割合が変化することを、可変拡散率と呼びます。

結論

RF マルチプレクサの設計時には、いくつかのパラメータに注意することが重要です。 アイソレーション、バランス数、位相バランスなどのパラメータが多くを決定します。 RF マルチプレクサは、広帯域システムでよく使用されます。 このアプリケーションでは、ダウンコンバージョン方式を強化するために帯域幅を増やす必要があります。